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1. WO2003082440 - VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR GASREINIGUNG

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Verfahren und Vorrichtung zur Gasreinigung

Beschreibung :

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gasreinigung mit feinteiligen Adsorbentien in einem Flugstromreaktor, der von dem zu reinigenden Gas turbulent durchströmt wird.

Ein solches Verfahren wird beispielsweise in der Aluminiumindustrie zur Abscheidung von Fluorverbindungen eingesetzt. Die Adsorption erfolgt an feinteiligen A1203, das nach einer Beladung mit Fluorverbindungen dem Reduktionsprozess zur Herstellung von Aluminium zugeführt werden kann.

Nach einem aus US 4 501 599 bekannten Verfahren werden die als Adsorbentien eingesetzten feinteiligen Feststoffe in einem Zuführschacht des Flugstromreaktors fluidisiert und durch einen im Innern des Flugstromreaktors angeordneten Injektor in den zu reinigenden Gasstrom eingespeist. Die Feststoffe treten radial aus Öffnungen am Umfang des Injektors aus und werden im Gasstrom mitgeführt. Die Gasströmung ist turbulent, wobei sich über den gesamten Strömungsquerschnitt des Flugstromreaktors eine im Wesentlichen gleiche Strömungsgeschwindigkeit einstellt und der Feststoff in hoher Konzentration mehr oder weniger gleichmäßig verteilt ist. Die Apparatewand des Flugstromreaktors unterliegt dabei einer erheblichen Beanspruchung durch Verschleiß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine Verfahrensführung den Verschleiß an der Apparatewand des Fluσstromreaktors zu reduzieren.

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Gasstromung ein Geschwindigkeitsprofil erzeugt wird, das eine Kernstromung sowie zwischen der Apparatewand des Flugstromreaktors und der Kernstromung eine Zone mit einer im Vergleich zur Kernstromung höheren Stromungsgeschwindig-keit aufweist, und dass die feinteiligen Adsorbentien in den Bereich der Kernstromung eingebracht werden. Die Einstellung des erfindungsgemaßen Stromungsprofils bewirkt eine Verdünnung in einer wandnahen Zone. Hinzu kommt, dass mit fortschreitender Fließlange ein Stromungsausgleich von dem wandnahen Bereich zur Kernstromung hin erfolgt, wobei sich der Feststoff im Bereich der Kernstromung aufkonzentriert. Die beschriebenen Effekte werden dadurch unterstutzt, dass die feinteiligen Adsorbentien in den Bereich der KeriiStromung eingebracht werden. Durch die erfindungs-gemäße Verfahrensfuhrung wird erreicht, dass hohe Feststoffkonzentrationen von der Apparatewand des Flugstromreaktors ferngehalten werden. Damit nimmt die Verschleißbeanspruchung der Apparatewand ab.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein zur Durchfuhrung des Verfahrens geeigneter Flugstromreaktor zur Gasreinigung mit

einem Behalter, der von einem zu reinigenden Gas durchströmt ist,

einem in der Gasstromung mit Abstand zur Behalterwand angeordneten Leitapparat und

mindestens einer an den Leitapparat angeschlossenen Zufuhreinrichtung für feinteilige Adsorbentien, wobei der Leitapparat von Gas durchströmt ist, das in Strömungsrichtung des den Behälter durchströmenden Gases mit einer im Vergleich zu der an der Außenseite des Leitapparates vorbeiströmenden Hauptströmung geringeren Strö-mungsgeschwindigkeit aus dem Leitapparat austritt und die in den Innenraum des Leitapparates eingebrachten Adsorbentien mitführt. Die feinteiligen Feststoffe werden erfindungsgemäß in Strömungsrichtung des zu reinigenden Gasstromes in einem Gasstrom mit hoher Feststoffkonzentration aufgegeben, wobei der Aufgabestrom von einem feststofffreien Gasstrom mit höherer Strömungsgeschwindigkeit ummantelt wird. Durch die bereits beschriebenen Effekte kann auf diese Weise eine hohe Feststoffkonzentration von der Apparatewand ferngehalten werden.

Der Leitapparat ist vorzugsweise als Kanal ausgebildet, der innerhalb des Behälters an beiden Stirnseiten offen und von einem Teilstrom des zu reinigenden Gases durchströmt ist. Die Masse des Feststoffes bremst den Gasstrom in diesem Bereich, wodurch sich das gewünschte Strömungsprofil mit hoher Strömungsgeschwindigkeit in Wandnähe einstellt.

Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, dass an den Leitapparat eine Gasleitung für Trägergas angeschlossen ist, dessen Mengenstrom unabhängig von dem Gasstrom des zu reinigenden Gases regelbar ist. Bei dem Trägergas kann es sich ebenfalls um ein zu reinigendes Gas handeln. Die Gasmengen, die durch den Leitapparat und an der Außenseite des Leitapparates vorbeigeführt werden, können bei dieser Ausführung separat geregelt werden. Dadurch kann das Strömungsprofil 'innerhalb des Stromapparates variiert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind eine Mehrzahl von Zuführeinrichtungen für Adsorbentien vorgesehen, die sternförmig an mantelseitigen Öffnungen des Leitapparates anschließen. Als Zuführeinrichtungen sind Rutschen, Schwingrinnen, Transportbänder oder Schneckenförderer einsetzbar.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 einen Flugstromreaktor zur Gasreinigung im Längsschnitt,

Fig. 2 den Schnitt I-I aus Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung des Flugstromreaktors.

Der in den Figuren dargestellte Flugstromreaktor besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem Behälter 1, der von einem zu reinigenden Gas 2 durchströmt ist, einem in der Gasströmung mit Abstand zur Behälterwand angeordneten Leitapparat 3 und an dem Leitapparat 3 angeschlossenen Zuführ-einrichtungen 4 für feinteilige Adsorbentien. Die Zuführeinrichtungen 4 für die feinteiligen Feststoffe schließen sternförmig an mantelseitige Öffnungen des Leitapparates 3 an und sind als Rutschen, Schwingrinnen, Transportbänder, Schneckenförderer oder dergleichen ausgebildet.

Der Leitapparat 3 ist von Gas durchströmt. Das Gas tritt in Strömungsrichtung des den Behälter 1 durchströmenden Gases aus dem Leitapparat aus und führt die in den Innenraum des Leitapparates 3 eingebrachten Adsorbentien mit. Die Strömungsgeschwindigkeit des aus dem Leitapparat 3 austretenden Gas-/Feststoff-Stromes ist kleiner als die Strömungsge-schwindigkeit des an der Außenseite des Leitapparates 3 vorbeiströmenden feststofffreien Gasstromes. Es resultiert ein Geschwindigkeitsprofil 5, das in Fig. 1 schematisch eingezeichnet ist. Der Darstellung entnimmt man, dass in der Gasströmung ein Geschwindigkeitsprofil 5 erzeugt wird, das eine Kernströmung 6 und zwischen der Apparatewand des Flugstromreaktors und der Kernströmung 6 eine Zone 7 mit einer im Vergleich zur Kernströmung 6 höheren Strömungsgeschwindigkeit aufweist. Die feinteiligen Adsorbentien werden in den Bereich der Kernströmung eingebracht. Mit fortschreitender Fließlänge gleichen sich die Strömungsgeschwindigkeiten 6, 7 in der Kernströmung und der die Kernströmung umgebenden Ringströmung an. Mit dem Ausgleich des Geschwindigkeitsprofils ist eine von außen nach innen gerichtete Querströmung 8 verbunden, die in Fig. 1 durch Strömungspfeile angedeutet ist. Die Querströmung 8 unterstützt die Konzentrierung des Feststoffes im Kernbereich der Strömung. Gleichzeitig bewirken die von außen nach innen gerichteten Querströmungen 8, dass auch Gas aus wandnahen Zonen mit dem Feststoff in Kontakt gebracht wird.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Leitapparat 3 als Kanal ausgebildet, der innerhalb des Behälters 1 an beiden Stirnseiten offen und von einem Teilstrom des zu reinigenden Gases durchströmt ist. Die Masse des in den Leitapparat 3 eingebrachten Feststoffes bremst den Gasstrom durch den Leitapparat 3, wodurch sich das in Fig. 1 dargestellte Strömungsprofil einstellt. Die Anordnung eignet sich insbesondere für große Feststoffmassenströme .

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an den Leitapparat 3 eine Gasleitung 9 für Trägergas angeschlossen, dessen Mengenstrom unabhängig von dem Gasstrom 2 des zu reinigenden Gases regelbar ist. Als Trägergas kann auch das zu reinigende Gas eingesetzt werden. Durch Regelung des Trägergasstromes kann das Strömungsprofil inner-halb des Flugstromreaktors variiert und in geeigneter Weise eingestellt werden.